长管气瓶外测法水压试验装备结构设计与分析

发布时间：2017-08-10 13:43

  本文关键词：长管气瓶外测法水压试验装备结构设计与分析

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【摘要】：气瓶是一种在国内外广泛应用的移动式压力容器，它通常用来存储高压性气体。为了减少气瓶泄漏或爆炸所导致的财产损失和人员伤亡，必须对气瓶进行定期检测。通过对目前国内外常用的几种检测方法进行对比，认为外测法水压试验较为合理；检测结果较为准确。然而我国开始应用长管气瓶相对于国外起步较晚；检测长管气瓶的方法相对较落后；对长管气瓶外测法水压试验装备的研究更是少之又少。 本课题以无锡昌华机电制造有限公司生产的QS-1型高压无缝气瓶水压测试装备为研究对象，分析该装备存在的不足之处，对其制动装置、滚动装置和架体进行了改进设计，使其结构简化、重量减轻。 应用Pro/E软件建立长管气瓶外测法水压试验装备三维模型，并将其导入ADAMS/View中，转化为ADAMS/View动态分析模型。应用ADAMS/View软件仿真了该装备的典型工况，得到了固定耳板和架体的动态应力，为有限元分析提供了理论依据。 应用Ansys workbench对固定耳板和架体进行静力分析，在有限元分析前处理过程中，参照动态仿真结果对固定耳板和架体施加载荷。经有限元分析计算，结果显示结构改进后的固定耳板和架体满足强度和刚度要求。此外对架体进行了模态分析，有限元分析结果表示架体结构不会产生共振；模态分析结果也为其他动力学分析提供了估算求解的控制参数。 应用Ansys workbench软件对原提升装置进行静力分析，知原提升装置强度富余量很大。对原提升装置进行形状优化，参照形状优化结果，初步对原提升装置进行结构改进。在Ansys workbench中建立结构改进后的提升装置参数化模型，，并对其进行优化设计。经优化设计，提升装置在满足强度和刚度要求下，变形量最小、重量最轻；并确定出此时该装置各个零件的精确板厚。
【关键词】：水压试验装备 结构设计 动态仿真 有限元分析 优化设计
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP216;TH49
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 引言9-10
• 1.1.1 长管气瓶应用9
• 1.1.2 检测长管气瓶的方法9-10
• 1.2 长管气瓶外测法水压试验装备国内外发展现状10-12
• 1.2.1 国外长管气瓶外测法水压试验装备研究现状10-11
• 1.2.2 国内长管气瓶外测法水压试验装备研究现状11-12
• 1.3 本课题研究意义12-13
• 1.4 本课题研究内容和创新点13-14
• 1.4.1 主要的研究内容13
• 1.4.2 论文创新点13-14
• 1.5 本章小结14-15
• 第2章 长管气瓶外测法水压试验装备主体部件结构设计15-29
• 2.1 长管气瓶外测法水压试验装备结构分析15-17
• 2.1.1 长管气瓶外测法水压试验简介15-16
• 2.1.2 长管气瓶外测法水压试验装备结构分析16
• 2.1.3 长管气瓶外测法水压试验装备基本参数确定16-17
• 2.2 制动架结构设计17-19
• 2.2.1 制动架结构优化方案确定17-18
• 2.2.2 制动架结构设计18-19
• 2.3 滚动装置结构设计19-22
• 2.3.1 滚轮结构设计20-21
• 2.3.2 滚动托架结构设计21-22
• 2.3.3 绘制滚动装置图纸22
• 2.4 架体结构设计22-29
• 2.4.1 架体结构设计22-23
• 2.4.2 架体强度初步校核23-28
• 2.4.3 绘制架体图纸28-29
• 2.5 本章小结29
• 第3章 长管气瓶外测法水压试验装备三维建模及动态仿真29-37
• 3.1 长管气瓶外测法水压试验装备三维建模29-31
• 3.1.1 主要部件建模29-31
• 3.1.2 建立总体装配图31
• 3.2 试验装备动态仿真31-36
• 3.2.1 建立动态仿真模型31-33
• 3.2.2 添加约束33
• 3.2.3 定义接触33-34
• 3.2.4 结果分析34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 长管气瓶外测法水压试验装备有限元分析37-48
• 4.1 固定耳板静力分析37-40
• 4.1.1 固定耳板静力分析前处理38-39
• 4.1.2 固定耳板有限元分析结果39-40
• 4.2 架体有限元分析40-47
• 4.2.1 架体静力分析40-44
• 4.2.2 架体模态分析44-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 提升装置结构优化48-56
• 5.1 提升装置静力分析48-49
• 5.1.1 静力分析前处理48
• 5.1.2 求解及结果分析48-49
• 5.2 提升装置优化设计49-55
• 5.2.1 结构设计49-51
• 5.2.2 优化设计51-55
• 5.3 本章小结55-56
• 结论56-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-61
• 作者简介61
• 攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果61-62

【参考文献】

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本文编号：651059